Recalcul de la charge maximale d’utilisation d’un slipway du chantier naval CMN

Le slipway du chantier naval de Cherbourg exploité par Constructions Mécaniques de Normandie (CMN), permet la mise à l’eau et le remorquage de navires. L’exploitant souhaiterait recalculer les performances réelles du slipway, qui a subi l’usure du temps. OSMOS a été consultée par le bureau d’études ACCOAST, assistant à la maitrise d’ouvrage, pour le compte de CMN afin de proposer une solution d’ingénierie permettant de déterminer la charge maximale réelle admise par le slipway.

Une ingénierie spécialisée pour déterminer la charge maximale utile à partir de mesures in situ

Le slipway, objet de la consultation, a été construit en 1953 et est exploité par Constructions Mécaniques de Normandie (CMN), chantier naval situé à Cherbourg. Lors de sa conception, l’ouvrage en béton armé a été dimensionné pour supporter des charges de 1100 tonnes réparties entre un chariot de 100 tonnes soutenant des navires de 1000 tonnes. À la suite des conclusions de diagnostics antérieurs, la charge maximale d’utilisation de l’ouvrage a été réduite à titre conservatoire à 750 tonnes.

OSMOS a été consultée par le bureau d’études ACCOAST pour proposer une solution d’ingénierie permettant de réviser la charge maximale utile (CMU) de l’ouvrage. La solution proposée par OSMOS est une ingénierie complète de recalcul du slipway qui vise à étudier son comportement mécanique en différents points utiles pour une nouvelle modélisation de l’ouvrage.

Une prestation réalisée avec l’appui de partenaires stratégiques

Le monitoring structurel mis en œuvre sur le slipway vise à étudier le comportement mécanique des parties supérieures et intermédiaires de l’ouvrage en différents points utiles pour la modélisation et in-fine le recalcul de la structure.

Dans un premier temps, ASTER BTP, bureau d’études structure spécialisé dans l‘expertise d’ouvrages en béton, partenaire d’OSMOS, a réalisé un modèle de calcul théorique sur la base des éléments techniques datant de la construction de l’ouvrage fournis par l’exploitant. À partir de ce modèle a pu être estimée une mise à jour réglementaire de la charge admissible théorique du slipway.

Un test de charge a ensuite été réalisé afin de mesurer les déformations réelles de l’ouvrage et les comparer aux déformations théoriques issues du modèle. Pour cela, OSMOS a déployé sur l’ouvrage un dispositif de monitoring en continu, fruit d’une réflexion commune menée par l’équipe commerciale et le pôle ingénierie, afin d’évaluer en temps réel son comportement mécanique sous épreuves de chargement. En parallèle, le cabinet de géomètres REFLEXE TOPO, partenaire d’OSMOS, a réalisé une auscultation topographique de la structure lors de l’épreuve de chargement, à partir de repères positionnés sur la face latérale extérieure des poutres.

Monitoring structurel en temps réel du slipway sous épreuve de chargement

L’exploitation des données enregistrées par le dispositif de monitoring combiné aux mesures issues du rapport d’auscultation a permis aux équipes d’ingénieurs d’OSMOS d’appréhender le comportement réel de la structure et de déterminer un jeu de recalage mettant en regard le chargement réel avec les déplacements et déformations constatées. ASTER BTP a ensuite pu actualiser le modèle de calcul théorique précédemment réalisé en prenant en considération les données d’investigation in-situ portant sur les paramètres de sol et structurelles de la rampe.

Recalage du modèle par ASTER BTP

Recalage du modèle du slipway à partir des données structurelles et topographiques

Pour procéder au recalcul du modèle de l’ouvrage, ASTER BTP a pris en considération les paramètres topographiques, en particulier les raideurs de sol des appuis, ainsi que des paramètres structurels, notamment la limite élastique des aciers de béton armé.

L’étude géotechnique G5 réalisée par FONDOUEST a mis en évidence une raideur du sol qui a été introduite dans le modèle puis recalée en utilisant les tassements absolus relevés par les mesures topographiques de REFLEXE TOPO pendant les essais. Le recalage du modèle a conduit à augmenter la raideur du sol dans la zone afin de parvenir aux déplacements constatés lors des essais.

Les données de déformations enregistrées par le dispositif de monitoring structurel ont également été utilisées afin de recaler la limite élastique de l’acier utilisé dans le slipway, afin de faire correspondre les allongements théoriques obtenus avec les résultats des essais de chargement.

Enfin, le modèle de calcul a été réexécuté avec ces paramètres mécaniques recalés, et ses résultats comparés aux mesures sur des zones non utilisées pour le recalage afin de statuer sur le taux de fiabilisation du recalage. 

L’étude du comportement structurel et le recalcul du slipway ont permis à CMN d’obtenir un modèle de calcul à jour de l’ouvrage mais aussi des informations concluantes et précises sur ses performances réelles. L’étude a notamment mis en évidence un résultat bien inférieur à l’objectif initial de 1000 tonnes. À travers cette démarche vertueuse, le gestionnaire connait la charge maximale utile d’exploitation de son patrimoine portuaire et peut ainsi en adapter la gestion pour le préserver dans le temps et assurer sa production.